Analizę SWOT aeroenergetyki w województwie łódzkim przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 2. Analiza SWOT aeroenergetyki w województwie łódzkim [2,16,17]
Mocne strony Słabe strony
– dobre warunki wietrzne – duże zainteresowanie inwestorów
– wsparcie finansowe, w tym zielone certyfikaty – możliwość wprowadzenia mikroelektrowni
– ustawa odległościowa
– skomplikowana i długotrwała procedura uzy-skania pozwolenia na budowę
– wysokie koszty inwestycji
– problemy z przyłączaniem nowych siłowni wiatrowych
– potencjalne zagrożenie dla człowieka i fauny – ingerencja w krajobraz
7. Analiza SWOT aeroenergetyki w województwie łódzkim
Szanse Zagrożenia
– postęp technologiczny zwiększający efektyw-ność instalacji wiatrowych
– plany stawiania kolejnych turbin wiatrowych – nowe miejsca pracy
– protesty społeczności lokalnych
– brak okresu przejściowego między systemem certyfikatów a systemem giełdowym
– brak jasnej polityki energetycznej
7.1. Mocne strony
Do mocnych stron aeroenergetyki można zaliczyć fakt, że województwo łódzkie ma dobre warunki wietrzne (rys. 7).
Aeroenergetyka cieszy się dużym zainteresowaniem wśród inwesto-rów (mimo „ustawy odległościowej”). Przyczyniają się do tego: znaczne zyski z inwestycji, wzorowanie się na innych właścicielach siłowni/farm oraz chęć ochrony środowiska. Inwestorzy czerpią zyski ze sprzedaży prą-du elektrycznego oraz ze sprzedaży zielonych certyfikatów.
Uruchomione do końca czerwca 2016 r. turbiny wiatrowe mogą liczyć na wsparcie finansowe w postaci zielonych certyfikatów. Nowa ustawa [8] wprowadza aukcje na miejsce dotychczas stosowanych certyfikatów. Co więcej, sprzedawca zobowiązany jest do zakupu energii elektrycznej z nowo budowanych instalacji odnawialnego źródła energii, od wytwórcy energii z mikroinstalacji po określonej stałej cenie jednostkowej.
W województwie łódzkim wzrasta zainteresowanie mikroinstalacja-mi wiatrowymikroinstalacja-mi, które można postawić przy domu czy na dachu.
7.2. Słabe strony
Wprowadzona w 2016 r. „ustawa odległościowa” [8] zahamowała rozwój aeroenergetyki w województwie łódzkim, jak i w całej Polsce. Wynika to z faktu, że praktycznie nie ma dostępnego obszaru pod stawianie nowych turbin.
82
E n e r g e t y k a w i a t r o w a w w o j e w ó d z t w i e ł ó d z k i m
Do słabych stron można zaliczyć fakt, że inwestor zainteresowany ae-roenergetyką w województwie musi wykazać się dużą cierpliwością i sa-mozaparciem. Bariery, jakie napotyka, związane są z długim i skompli-kowanym procesem inwestycyjnym, którego powodzenie zależy nie tylko od kompetencji i determinacji inwestora, ale także od przychylnych władz lokalnych oraz organizacji samorządowych i środowiskowych [2].
Aby uzyskać pozwolenie na budowę elektrowni wiatrowej, konieczne jest uzyskanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach, w ramach której może zostać stwierdzony wymóg przeprowadzenia procedury oce-ny oddziaływania na środowisko. Posiadając prawomocną decyzję o śro-dowiskowych uwarunkowaniach, inwestor może wystąpić o wydanie de-cyzji o warunkach zabudowy lub, w przypadku gdy na terenie objętym wnioskiem obowiązuje miejscowy plan zagospodarowania przestrzenne-go, niemalże od razu o pozwolenie na budowę [2].
Większość inwestorów narzeka na duże koszty inwestycyjne, koszt postawienia turbiny wiatrowej w Polsce to 5–10 mln PLN/MW, co ozna-cza, że zwrot kosztów nastąpi nie szybciej niż po 8–15 latach.
Inwestorzy chcący rozwijać aeroenergetykę w województwie łódzkim mają coraz większe problemy z przyłączeniem instalacji do sieci elektro-energetycznej. Dostępne moce przyłączeniowe publikowane na stronach internetowych operatorów sieci dystrybucyjnych wskazują, że przyłącze-niowa mapa Polski obejmuje bardzo wiele „białych plam”, czyli obszarów, w których nie można liczyć na przyłączenie elektrowni o mocy nawet 1 MW [2, 16].
Do słabych stron należy także zaliczyć negatywne oddziaływanie wia-traków na człowieka oraz na faunę, a w szczególności na ptaki i nietope-rze. W Polsce jest tak w przypadku źle posadowionych, starszych turbin wiatrowych. Bardzo bliskie sąsiedztwo turbin wiatrowych, a w szczegól-ności emitowany przez nie hałas i infradźwięki, może wywołać zespół symptomów, który rozpoczyna się z chwilą uruchomienia [2, 16].
Elektrownie wiatrowe jako urządzenia wysokie (coraz częściej nad 100 m), o kolorze kontrastowym w stosunku do tła nieba oraz po-wierzchni ziemi z różnymi formami jej użytkowania, w dodatku poru-szające się, wpływają na krajobraz. Farma wiatrowa, jako zespół kilku,
7. Analiza SWOT aeroenergetyki w województwie łódzkim
a czasami kilkunastu bądź kilkudziesięciu elektrowni wiatrowych wraz z tzw. infrastrukturą towarzyszącą, rozmieszczonych na terenie o znacz-nej powierzchni, na ogół staje się elementem dominującym w krajobrazie danego regionu [2, 16].
7.3. Szanse
Do szans aeroenergetyki należy zaliczyć fakt, że na całym świecie trwają badania nad nowymi typami turbin bądź nad ulepszaniem już istnieją-cych. Rozwój aeroenergetyki to również duży impuls dla rozwoju gospo-darczego [2].
Ze względu na powolny i hamowany barierami administracyjnymi rozwój energetyki wiatrowej w Polsce i w województwie łódzkim nie roz-winęła się w naszym kraju produkcja kompletnych turbin wiatrowych. W województwie zatrudnionych w energetyce wiatrowej jest kilkaset osób. Przy założeniu pełnego wykorzystania potencjału technicznego licz-ba miejsc pracy w sektorze energetyki wiatrowej mogłaby wzrosnąć [2].
7.4. Zagrożenia
Budowa niektórych siłowni wiatrowych/farm wiąże się z dużym opo-rem społeczności lokalnych. Rolnicy obawiają się o swoje zdrowie, plo-ny i o zwierzęta gospodarskie [2]. Kolejplo-nym zagrożeniem aeroenergetyki w województwie łódzkim jest brak okresu przejściowego między syste-mem certyfikatów a systesyste-mem aukcyjnym. Inwestorzy nie zaczynają bu-dowy, zanim nie wygrają aukcji.
Ostatnie miesiące przynoszą co chwila nowe informacje na temat wi-zji przyszłości energetyki w Polsce i w województwie łódzkim. Brak ja-snych planów dalszego rozwoju energetyki w Polsce negatywnie wpływa na rozwój aeroenergetyki.
84
E n e r g e t y k a w i a t r o w a w w o j e w ó d z t w i e ł ó d z k i m
7.5. Rekomendacje
Na podstawie przeprowadzonej analizy SWOT należy wymienić następu-jące rekomendacje:
– uproszczenie przepisów prawnych inwestycji w aeroenergetykę, – złagodzenie ustawy odległościowej,
– stawianie turbin w miejscach, gdzie nie zagrażają faunie i nie inge-rują znacząco w krajobraz,
– edukacja społeczeństwa na temat aeroenergetyki.
8. Literatura
1. I. Soliński, Energetyczne i ekonomiczne aspekty wykorzystania energii wiatro-wej, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków 1999.
2. R. Buczkowski, B. Igliński, M. Cichosz, Technologie aeroenergetyczne, Wyd. Naukowe UMK, Toruń 2014.
3. W.M. Lewandowski, Proekologiczne odnawialne źródła energii, WNT, War-szawa 2007.
4. World Wind Energy Association, Half-year Report. Available from: www. wwindea.org/2017-statistics (dostęp 12.03.18).
5. R. Shi, X. Fan, Y. He, Comprehensive evaluation index for wind power utili-zation levels in wind farms in China, Renewable and Sustainable Energy Re-views 69, 461–471, 2017.
6. International Renewable Energy Agency, Renewable Energy and Jobs, Annual Review 2017.
7. Mapa URE: www.ure.gov.pl/uremapoze/mapa.html (dostęp 20.03.18). 8. Ustawa z dnia 20 maja 2016 r. o inwestycjach w zakresie elektrowni
wiatro-wych (Dz.U. 2016, poz. 961).
9. https://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia_Wiatrowa_Kamie%C5%84sk (dostęp 21.03.18).
10.
www.tulodz.com/wiadomosci,turbina-wiatrowa-z-lodzi-wygrala-w- holandii-projekt-zakladal-wykorzystanie-energii-wiatru-na-obszarze-zurbanizowanym,wia5-3277-2907.html (dostęp 21.03.18).
8. Literatura 11. www.salon24.pl/u/energetyka/720680,mala-przydomowa-turbina-wiatrowa -zamiast-ogniw-fotowoltaicznych (dostęp 21.03.18). 12. www.expressilustrowany.pl/artykul/839973,wlasny-prad-z-wiatra ka-pierwsza-w-lodzi-prywatna-elektrownia-wiatrowa,id,t.html (dostęp 23.03.18). 13. http://codgik.gov.pl/index.php/darmowe-dane/bdo250gis.html (dostęp 23.03.18).
14. Wiatraki a nietoperze, http://magazyn.salamandra.org.pl/m27a19.html (do-stęp 20.06.18).
15. GUS, Zużycie paliw i nośników energii w 2016 r., Warszawa 2017.
16.
http://psew.pl/wp-content/uploads/2015/10/Wp%C5%82yw-energetyki-wiatrowej-na-polski-rynek-pracy_WISE.pdf (dostęp 23.03.18).
17. B. Igliński, Przyszłość sektora OZE w Polsce – badania ankietowe, Toruń 2017 (materiały niepublikowane).
18. Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii, Dz.U. 2015, poz. 478.
Energetyka słoneczna
w województwie łódzkim
1. Wprowadzenie
Dzięki Słońcu możliwe jest życie na Ziemi; jest ono również głównym źródłem energii na Ziemi. Słońce jest gwiazdą średniej wielkości, w ter-minologii astronomicznej nazywaną żółtym karłem. Temperatura wnę-trza jądra Słońca wynosi 10 000 000°C, a zewnętrznej powłoki 5500°C [1]. Na powierzchni Ziemi gęstość padającego strumienia promieniowa-nia słonecznego jest funkcją szerokości geograficznej i pory roku, a tak-że godziny dnia. Największą wartość uzyskuje ona, gdy Słońce znajduje się w zenicie – przykładowo na równiku 21 marca lub 23 września, na zwrotniku Raka 22 czerwca, a na zwrotniku Koziorożca 22 grudnia (we wszystkich przypadkach o godzinie 12 czasu słonecznego) [1, 2]. Poza strefą międzyzwrotnikową Słońce nie znajduje się w zenicie nigdy, nie-mniej jednak i tak dostarcza znaczącej ilości energii – na półkuli północ-nej najwięcej w dniu przesilenia letniego, tj. 22 czerwca.
Usłonecznienie to liczba godzin w danym okresie, w trakcie których na konkretne miejsce na powierzchni Ziemi padają bezpośrednio promie-nie słoneczne. Wielkość tę wykorzystuje się w energetyce słonecznej do szacowania warunków działania instalacji, np. do wyliczania godzin pracy pompy cyrkulacyjnej w kolektorach słonecznych. W Polsce średnia wie-loletnia wartość rocznego usłonecznienia jest największa dla Kołobrzegu
88
E n e r g e t y k a s ł o n e c z n a w w o j e w ó d z t w i e ł ó d z k i m
i wynosi 1624 h/rok, podczas gdy dla Łodzi jest to 1560 h/rok, a dla Za-kopanego 1467 h/rok [3]. Z kolei nasłonecznienie (zwane też insolacją) to przeciętna w danym okresie (np. w ciągu godziny, dnia lub roku) moc promieniowania słonecznego przypadająca na jednostkę powierzchni – jest to w istocie uśredniona w przyjętej skali czasowej (wartość średniogo-dzinna, średniodobowa, średnioroczna itp.) gęstość strumienia promie-niowania słonecznego (wyrażona w W/m2) [3].
Mechanizmy przetwarzania energii promieniowania słonecznego można zgrupować w trzy podstawowe rodzaje konwersji:
– fototermiczna – przetworzenie na ciepło,
– fotowoltaiczna – przetworzenie na energię elektryczną,
– fotobiochemiczna – przetworzenie na energię wiązań chemicznych. Do produkcji ciepła z energii Słońca powszechnie wykorzystuje się aktywne systemy – kolektory słoneczne. Zazwyczaj montuje się je na po-łudniowej części dachu, np. domów mieszkalnych. Pod wpływem pro-mieniowania słonecznego płyn znajdujący się w kolektorze nagrzewa się, a pompa tłoczy go do zbiornika z wodą, który znajduje się w budynku. W zbiorniku płyn z kolektora ogrzewa wodę poprzez wężownicę, a schło-dzony z powrotem pompowany jest do kolektora, aby na nowo się na-grzał. W zależności od okresu pracy kolektora ustawia się go pod różnymi kątami, aby w danym okresie produkował jak najwięcej energii. Zazwy-czaj montuje się go na stałe w danej płaszczyźnie, dlatego należy wcześniej założyć, w jakim okresie jest największe zapotrzebowanie na ciepłą wodę (rys. 1) [2, 4].
Mechanizm efektu fotowoltaicznego polega na tym, że promieniowa-nie elektromagnetyczne, główpromieniowa-nie w zakresie światła widzialnego, powo-duje wybijanie w półprzewodnikach elektronów z pasma walencyjnego na poziom przewodnictwa. W miejscu wybitego z węzła sieci krystalicz-nej elektronu (-) powstaje dziura (+). Dziura ta jest rekombinowana elek-tronem z sąsiedniego węzła sieci krystalicznej, w którym powstaje nowa dziura. Materiał z przewagą dziur nazywa się półprzewodnikiem typu „p”, natomiast z przewagą elektronów – typu „n” [5]. Zasadę działania ogniwa słonecznego przedstawiono na rysunku 2 [6].
Rys. 1. Schemat instalacji solarnej [4]
90
E n e r g e t y k a s ł o n e c z n a w w o j e w ó d z t w i e ł ó d z k i m